\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cdCFRP\u5c42\u677f\u4efb\u610f\u5c42\u95f4\u754c\u9762I\u578b\u5206\u5c42\u65ad\u88c2\u97e7\u5ea6\u7a33\u5b9a\u503c\u7684\u9884\u6d4b\u65b9\u6cd5\uff0c\u5305\u62ec\u4ee5\u4e0b\u6b65\u9aa4\uff1a(1)\u8bbe\u8ba1\u5236\u9020\u5177\u67090\u00b0/0\u00b0\u548c0\u00b0/90\u00b0\u5206\u5c42\u754c\u9762\u7684CFRP\u5c42\u677f\u8bd5\u9a8c\u4ef6\uff1b(2)\u5bf9\u4e0a\u8ff0\u4e24\u79cd\u8bd5\u9a8c\u4ef6\u5f00\u5c55I\u578b\u9759\u529b\u5206\u5c42\u8bd5\u9a8c\uff1b(3)\u786e\u5b9a\u4e24\u79cd\u8bd5\u9a8c\u4ef6I\u578b\u5206\u5c42\u65ad\u88c2\u97e7\u5ea6\u7a33\u5b9a\u503cGI,Prop(0\u00b0,0\u00b0)\u548cGI,Prop(0\u00b0,90\u00b0)\uff1b(4)\u5c06GI,Prop(0\u00b0,0\u00b0)\u548cGI,Prop(0\u00b0,90\u00b0)\u5e26\u5165\u4e00\u4e2a\u4ee5\u5206\u5c42\u754c\u9762\u89d2\u5ea6\u4e3a\u81ea\u53d8\u91cf\u7684I\u578b\u5206\u5c42\u65ad\u88c2\u97e7\u5ea6\u7a33\u5b9a\u503c\u7406\u8bba\u516c\u5f0f\uff0c\u83b7\u5f9790\u00b0\u94fa\u5c42\u5c42\u5185\u635f\u4f24\u548c\u7ea4\u7ef4\u6865\u8054\u65ad\u88c2\u529fG(90\u00b0)\uff1b(5)\u4ee5G(90\u00b0)\u548cGI,Prop(0\u00b0,0\u00b0)\u4e3a\u57fa\u672c\u53c2\u6570\uff0c\u5229\u7528\u4e0a\u8ff0I\u578b\u5206\u5c42\u65ad\u88c2\u97e7\u5ea6\u7a33\u5b9a\u503c\u7684\u7406\u8bba\u516c\u5f0f\uff0c\u9884\u6d4b\u5177\u6709\u4efb\u610f\u5206\u5c42\u754c\u9762CFRP\u5c42\u677fI\u578b\u5206\u5c42\u65ad\u88c2\u97e7\u5ea6\u7a33\u5b9a\u503c\u3002 By testing the stability value of I type delamination fracture toughness of CFRP laminates with two layered interfaces, the stability value of I type delamination fracture toughness of CFRP laminates with arbitrary delamination interface is predicted, which is convenient for engineering application and can reduce the test cost.
【技术实现步骤摘要】
一种CFRP层板任意层间界面I型分层断裂韧度稳定值的预测方法
本专利技术涉及纤维增强复合材料I型分层断裂韧度预测的
,具体涉及一种CFRP层板任意层间界面I型分层断裂韧度稳定值的预测方法。
技术介绍
碳纤维增强复合材料因其良好的力学性能被逐渐应用于飞机主承力结构中。工程实际中使用的复合材料大都是层合板结构,而层合板结构存在致命的缺陷,即容易发生分层损伤。分层损伤的出现将造成结构强度和刚度显著下降,鉴于分层损伤通常处于结构内部,肉眼不可见,因此,分层损伤的扩展往往会引发无预兆的灾难性事故,这些都严重制约了复合材料在实际工程中的应用。可喜的是,复合材料层合板中的分层扩展具有阻力行为,即分层起始后,分层扩展的阻力(断裂韧度)随着分层的扩展逐渐提升,整个分层扩展过程具有显著阻力行为。鉴于上述复合材料层合板分层扩展的阻力行为,分层损伤不一定会扩展,在分层长度较短时,只有持续提高外载荷才能驱动分层不断扩展,并且只有当分层扩展长度超过一定值,即对应的分层阻力达到R曲线上的断裂韧度稳定值(也是最大值)时,分层损伤才是危险的。可见,决定结构最终承载能力的是层合板分层的断裂韧度稳定值,即R曲线断裂韧度的最大值。综上所述,正确地评价和预测复合材料结构的分层扩展的断裂韧度稳定值对工程实际中复合材料结构的损伤容限设计和分析具有重要的理论意义和工程指导价值。现有的大量试验研究表明层合板中分层沿着具有不同铺层角的铺层间界面扩展时,其I型分层扩展的断裂韧度稳定值显著不同。此外,层合板中I型分层的断裂韧度稳定值呈现出显著的界面角度依赖性,一般来说,分层界面角度越大,即临近分层界面的铺 ...
【技术保护点】
一种CFRP层板任意层间界面I型分层断裂韧度稳定值的预测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1,根据ASTM标准D5528‑13设计并制造具有预定0°/0°和0°/90°分层界面的CFRP层板双悬臂梁(DCB)试验件;步骤2,根据ASTM标准D5528‑13的规定,对上述两种试验件开展静力载荷作用下的I型分层试验;步骤3,采用基于修正梁理论的数据处理方法,确定上述两种试验件I型分层扩展过程中的断裂韧度数据,并分别确定两种试验件在分层扩展达到稳定扩展阶段时的断裂韧度稳定值GI,Prop(0°,0°)和GI,Prop(0°,90°);步骤4,将GI,Prop(0°,0°)和GI,Prop(0°,90°)数据带入一个以分层界面角度为自变量的CFRP层板I型分层断裂韧度稳定值的理论公式,获得90°铺层层内损伤及其引起的纤维桥联所消耗的断裂功G(90°);步骤5,利用获得的G(90°)和GI,Prop(0°,0°)数据,以及上述以分层界面角度为自变量的CFRP层板I型分层断裂韧度稳定值的理论公式,对任意分层界面角度情形下CFRP层板I型分层的断裂韧度稳定值进行预测。
【技术特征摘要】
1.一种CFRP层板任意层间界面I型分层断裂韧度稳定值的预测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1,根据ASTM标准D5528-13设计并制造具有预定0°/0°和0°/90°分层界面的CFRP层板双悬臂梁(DCB)试验件;步骤2,根据ASTM标准D5528-13的规定,对上述两种试验件开展静力载荷作用下的I型分层试验;步骤3,采用基于修正梁理论的数据处理方法,确定上述两种试验件I型分层扩展过程中的断裂韧度数据,并分别确定两种试验件在分层扩展达到稳定扩展阶段时的断裂韧度稳定值GI,Prop(0°,0°)和GI,Prop(0°,90°);步骤4,将GI,Prop(0°,0°)和GI,Prop(0°,90°)数据带入一个以分层界面角度为自变量的CFRP层板I型分层断裂韧度稳定值的理论公式,获得90°铺层层内损伤及其引起的纤维桥联所消耗的断裂功G(90°);步骤5,利用获得的G(90°)和GI,Prop(0°,0°)数据,以及上述以分层界面角度为自变量的CFRP层板I型分层断裂韧度稳定值的理论公式,对任意分层界面角度情形下CFRP层板I型分层的断裂韧度稳定值进行预测。2.根据权利要求1所述的一种CFRP层板任意层间界面I型分层断裂韧度稳定值的预测方法,其特征在于:CFRP层板是采用T800碳纤维/环氧树脂(CYCOMX850)的单向带预浸料制成的。3.根据权利要求1所述的一种CFRP层板任意层间界面I型分层断裂韧度稳定值的预测方法,其特征在于:步骤1设计、制造的具有预定0°/0°和0°/90°分层界面的CFRP层板DCB试验件分别具有如下两种铺层顺序:0°12//0°12和(0°/+45°/-45°/90°)3//(0°/+45°/-45°/90°)3。4.根据权利要求1所述的一种CFRP层板任意层间界面I型分层断裂韧度稳定值的预测方法,其特征在于:步骤3采用的计算I型分层断裂韧度的方法是一种基于修正梁理论的方法,根据修正梁理论,I型分层的断裂韧...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵丽滨,王雅娜,贾若迪,龚愉,王康康,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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